Môžeme bojovať proti SARS-CoV-2 s SARS-CoV-2?

Obrázok transmisného elektrónového mikroskopu SARS-CoV-2

  • Chybné kópie genetického materiálu koronavírusov vznikajú prirodzene, keď sa replikujú.
  • Niektoré z týchto kópií sú skutočne parazity: Nemôžu sa replikovať samy, ale môžu využiť neporušené vírusové genómy na vytvorenie svojich kópií a na infikovanie ďalších buniek.
  • Vedci teraz vytvorili chybnú verziu SARS-CoV-2, vírusu spôsobujúceho COVID-19, ktorý interferuje s pôvodným vírusom a prekonáva ho v bunkových kultúrach.
  • Teoreticky by injekcia syntetického vírusu osobe s SARS-CoV-2 mohla viesť k zániku oboch vírusov.

Podľa básne Augusta De Morgana „Veľké blchy majú na svojich chrbtoch malé blchy, aby ich hrýzli, a malé blchy majú menšie blchy, a tak ad infinitum.“

Zdá sa, že to platí aj pre vírusy - najmenšie zo všetkých parazitov - ktoré zase majú menšie vírusy, ktoré ich parazitujú.

Biológovia z Pennsylvánskej štátnej univerzity (Penn State) v University Park využili tento univerzálny prírodný zákon na vytvorenie parazita SARS-CoV-2, o ktorom sa domnievajú, že by mohol liečiť COVID-19.

Koronavírusy, ako napríklad SARS-CoV-2, sa replikujú vstreknutím ich molekulárneho plánu alebo genómu - čo je jeden reťazec RNA - do hostiteľskej bunky.

Infikovaná bunka kopíruje vírusový genóm a chrlí proteíny, ktoré kóduje, a ktoré sa potom používajú na tvorbu nových vírusových častíc. Tie sa vylomia z bunky a pokračujú v infikovaní ďalších buniek.

Niekedy sa však počas procesu kopírovania vyskytnú chyby, ktoré môžu vyústiť do vytvorenia menšieho genómu, v ktorom chýbajú niektoré z génov potrebných na výrobu proteínov vírusu.

Tento chybný genóm sám o sebe nie je schopný vytvárať nové vírusové častice a infikovať ďalšie bunky.

Ak však zdieľa hostiteľskú bunku s neporušenou verziou rovnakého vírusového genómu, môže využiť gény druhého na replikáciu a infikovať ďalšie bunky.

Podstatné je, že pretože tieto defektné genómy sú menšie, môžu sa rýchlejšie replikovať a prekonať pôvodný vírus „divokého typu“.

Môžu tiež interferovať s replikáciou svojho divokého bratranca a získať im genómy interferujúce s defektom (DI).

Syntetický SARS-CoV-2

Biológovia v Penn State syntetizovali DI verziu genómu SARS-CoV-2, ktorá je približne o 90% kratšia ako pôvodná.

Zníženému vírusovému genómu chýbajú originálne proteíny kódujúce gény, stále však obsahuje pokyny na samotné zabalenie do nových vírusových častíc.

Vedci predstavili tento genóm v bunkách afrických zelených opíc rastúcich v laboratórnej kultúre. Potom infikovali bunky divokým typom SARS-CoV-2.

Ich výsledky naznačujú, že DI genóm sa replikuje nielen 3.3-krát rýchlejšie ako SARS-CoV-2, ale tiež naruší jeho replikáciu.

To znížilo vírusovú záťaž infikovaných buniek asi o polovicu v priebehu 24 hodín v porovnaní s kontrolnými bunkovými kultúrami.

"V našich experimentoch dokazujeme, že vírus SARS-CoV-2 divokého typu skutočne umožňuje replikáciu a šírenie nášho syntetického vírusu, čím účinne podporuje jeho vlastný úbytok," uviedol Marco Archetti, Ph.D., docent biológie. v štáte Penn.

„Verziu tohto syntetického konštruktu je možné použiť ako samo-propagujúcu antivírusovú terapiu pre COVID-19,“ dodal.

Výskum sa objavuje v časopise PeerJ.

Systém dodávania nanočastíc

Autori tvrdia, že umožnením replikácie syntetického genómu by SARS-CoV-2 „podporil svoj vlastný zánik“.

Oni píšu:

„Aj keď okamžité 50% zníženie vírusovej záťaže, ktoré sme pozorovali, je zjavne nedostatočné na terapeutické účely, účinnosť by sa časom skombinovala (pretože DI sa zvýšili vo frekvencii) a vyššiu počiatočnú účinnosť by bolo možné dosiahnuť pomocou dodávacieho vektora a vylepšenej verzie genómu DI. “

Od napísania článku biológovia úspešne použili nanočastice na dodanie svojho vírusu DI do buniek rastúcich v kultúre. Teraz ich testujú na živých zvieratách.

Ďalším krokom bude opakovanie ich experimentov v kultúrach ľudských pľúcnych buniek infikovaných SARS-CoV-2.

Lekárske správy sa dnes pýtali profesora Archettiho, či existuje riziko, že vírus DI by mohol zhoršiť nadmernú imunitnú reakciu alebo „cytokínovú búrku“, ktorá sa vyskytuje u ľudí s ťažkým COVID-19.

"Nevieme." Na exogénnu [cudziu] RNA vždy existuje reakcia, ale nie je dôvod si myslieť, že by mala byť závažnejšia ako vírusová RNA, “uviedol.

Dodal, že liečba môže byť účinnejšia, ak sa dodá skôr v priebehu choroby.

"Čím skôr, tým lepšie, pravdepodobne, ale zatiaľ o tom nevieme," povedal.

Odrazí sa vírus?

Carolina B. López, docentka mikrobiológie a imunológie na Fakulte veterinárneho lekárstva vo Penn State vo Philadelphii, písala o chybných genómoch RNA a ich potenciáli ako antivírusovej liečby.

"Fenomén interferencie je skutočný a bol preukázaný u viacerých vírusov, takže nepochybujem o tom, že chybný vírus, ktorý vytvorili, interferuje so štandardným vírusom a znižuje jeho replikáciu," uviedla pre MNT.

„Problém je v tom, že interferencia nie je„ sterilizačným “mechanizmom, tj neodstráni štandardný vírus a nakoniec sa tento štandardný vírus znovu zdvihne a rozšíri,“ uviedla.

Vysvetlila, že interferujúci vírus potrebuje na svoje šírenie proteíny produkované štandardným vírusom. Keď tieto zmiznú, v dôsledku interferencie poškodený vírus „zomrie“, čo umožní opätovné oživenie štandardného vírusu.

"Toto je dobre popísaný proces a existuje riziko, že tieto vlny chybného a štandardného vírusu vedú k jeho perzistencii." Takže vyriešite problém a vytvoríte ďalší, ”povedala.

„Toto je iba názor, ale najdôležitejšie je, že pred uplatnením týchto konceptov v skutočnom živote je potrebné vykonať ďalší výskum,“ uzavrela.

Aktuálne informácie o najnovšom vývoji týkajúceho sa nového koronavírusu a COVID-19 nájdete tu.

Detonic